動荷載作用下人工凍土力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究.pdf

1、通過室內(nèi)試驗研究獲得動荷載作用下人工凍黏土變形規(guī)律，基于試驗結(jié)果推導(dǎo)了人工凍土動荷載本構(gòu)滿足改進(jìn)的西源模型，通過凍結(jié)井塔基礎(chǔ)現(xiàn)場實(shí)測驗證了動荷載凍土本構(gòu)模型的正確性。
　　 采用正弦波模擬凍結(jié)井塔基礎(chǔ)在提升荷載作用下的變形規(guī)律。試驗方案中考慮的因數(shù)為:人工凍土震動頻率取:0.2HZ、0.4HZ、0.6HZ;凍結(jié)溫度:-5℃、-10℃、-15℃;固結(jié)圍壓:0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa等，共計試驗次數(shù)81次。通過應(yīng)用正交

2、方法安排凍黏土試驗方案，只需要9次能不重復(fù)完成所有試驗項目內(nèi)容。并獲得如下結(jié)論:
　　 動荷載作用下凍土體的動彈性模量受溫度影響最大;溫度升高，動彈模降低;溫度降低，動彈模增大，增幅約為:10MPa/℃。動彈模隨圍壓波動起伏，隨振動頻率增大而增大，達(dá)到0.25MPa/Hz。隨動應(yīng)變的增加而增大，達(dá)到0.05MPa/％。
　　 動剪切模量隨圍壓的增加而增大，隨荷載振次的增加而降低，隨溫度的降低而線性增加，增幅為:150MP

3、a/℃。凍土的動阻尼比隨應(yīng)變幅值和圍壓的增大而增大，隨著溫度的降低而迅速變小，隨著荷載振動頻率的增大而降低。
　　 凍結(jié)黏土的動蠕變曲線分為明顯的三個階段:穩(wěn)定蠕變階段、衰減蠕變階段和加速蠕變階段。依據(jù)人工凍土室內(nèi)動三軸試驗結(jié)果，基于動力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和凍土力學(xué)原理，建立人工凍土在動荷載作用下的本構(gòu)模型，即彈-黏彈-黏塑性本構(gòu)模型，并提出模型參數(shù)確定方法，推導(dǎo)出其彈性應(yīng)變?nèi)岫染仃?、黏塑性?yīng)變?nèi)岫染仃?，并嵌入到大型?shù)值模擬軟件A